V oblasti kvapalinových strojov, čerpadiel so zmiešaným prietokom aodstredivé čerpadlású dva bežné typy čerpadiel. Hrajú dôležité úlohy v mnohých priemyselných a civilných oblastiach. Pochopenie ich podstatných rozdielov je kľúčové pre správny výber a používanie týchto zariadení.
1, Štrukturálne rozdiely
(1) Štruktúra obežného kolesa
Čerpadlo so zmiešaným prietokom
Tvar obežného kolesa čerpadla so zmiešaným prietokom je medzi tvarom odstredivého čerpadla a čerpadla s axiálnym prietokom. Jeho lopatky sú skrútené, s radiálnym predĺžením lopatiek odstredivého čerpadla aj s axiálnym predĺžením lopatiek axiálneho prietokového čerpadla. Tento tvar čepele spôsobuje, že kvapalina čerpadla so zmiešaným prietokom je počas prevádzky vystavená odstredivým aj axiálnym silám. Napríklad niektoré bežné obežné kolesá čerpadiel so zmiešaným prietokom majú uhly umiestnenia výstupných lopatiek vo všeobecnosti medzi 20 stupňami a 60 stupňami, čo môže ovplyvniť výkonové charakteristiky čerpadla so zmiešaným prietokom.
Lopatky obežného kolesa odstredivých čerpadiel sú zvyčajne radiálne alebo zakrivené dozadu. Lopatky vytvárajú hlavne odstredivú silu, ktorá vrhá kvapalinu zo stredu obežného kolesa smerom k okraju obežného kolesa. Uhol umiestnenia lopatkového výstupu obežného kolesa odstredivého čerpadla je vo všeobecnosti väčší ako 90 stupňov a niektoré dokonca blízko 180 stupňov, čo umožňuje kvapaline získať veľkú odstredivú silu v obežnom kolese.
(2) Štruktúra telesa čerpadla
Čerpadlo so zmiešaným prietokom
Teleso čerpadiel so zmiešaným prietokom má väčšinou špirálovú štruktúru, ale v porovnaní so špirálou odstredivých čerpadiel je plocha jej hrdla väčšia. Táto štruktúra pomáha lepšie vyvažovať radiálne a axiálne sily počas prúdenia tekutiny a zároveň sa prispôsobuje charakteristikám radiálneho aj axiálneho prúdenia tekutiny v čerpadlách so zmiešaným prietokom. Okrem toho sú vstup a výstup čerpadiel so zmiešaným prietokom zvyčajne na rovnakej osi alebo majú určitý uhol, aby sa prispôsobili rôznym požiadavkám na inštaláciu a prevádzku.
Teleso čerpadla odstredivých čerpadiel je tiež väčšinou špirálová konštrukcia, ale oblasť hrdla je relatívne malá. Vstup odstredivého čerpadla je zvyčajne umiestnený na strane telesa čerpadla a výstup je umiestnený na hornej alebo bočnej strane telesa čerpadla, čo sa líši od usporiadania vstupného a výstupného potrubia čerpadla so zmiešaným prietokom.
2, Rozdiely v princípoch práce
(1) Pracovný princíp čerpadla so zmiešaným prietokom
Premena energie
Keď je čerpadlo so zmiešaným prietokom v prevádzke, obežné koleso sa otáča, aby poháňalo pohyb tekutiny. Vďaka skrútenému tvaru lopatiek pôsobí kvapalina kombinovaným účinkom odstredivých a axiálnych síl v obežnom kolese. Odstredivá sila spôsobuje pohyb tekutiny smerom k okraju obežného kolesa, zatiaľ čo axiálna sila tlačí tekutinu, aby prúdila v axiálnom smere. Počas tohto procesu sa zvyšuje kinetická aj tlaková energia tekutiny. Ako kvapalina prúdi od stredu k okraju obežného kolesa, postupne sa zvyšuje jej rýchlosť a postupne sa zvyšuje aj tlak.
Trajektória toku
Trajektória toku tekutiny v čerpadle so zmiešaným tokom je šikmý tok medzi radiálnym a axiálnym smerom. Po vstupe do obežného kolesa zo vstupu prúdi kvapalina pozdĺž šikmého kanála lopatky. Pri prúdení z obežného kolesa sa vyskytujú radiálne aj axiálne zložky rýchlosti.
(2) Pracovný princíp odstredivého čerpadla
Premena energie
Odstredivé čerpadlá sa pri prevádzke spoliehajú hlavne na odstredivú silu generovanú rotáciou obežného kolesa. Keď sa obežné koleso otáča vysokou rýchlosťou, kvapalina sa pôsobením odstredivej sily vrhá smerom k okraju obežného kolesa. Počas tohto procesu sa rýchlosť tekutiny zvyšuje a zodpovedajúcim spôsobom stúpa aj tlak. Odstredivé čerpadlá premieňajú hlavne mechanickú energiu privádzanú obežným kolesom na kinetickú energiu a tlakovú energiu tekutiny, pričom veľkú časť tvorí zvýšenie kinetickej energie, a potom premieňajú kinetickú energiu na tlakovú energiu prostredníctvom komponentov, ako je špirála.
Trajektória toku
Trajektória toku tekutiny vo vnútri odstredivého čerpadla je radiálna. Kvapalina je vrhaná zo stredu obežného kolesa smerom k okraju obežného kolesa a potom postupne mení smer pozdĺž špirálového kanála telesa čerpadla, pričom vyteká z výstupu.
3, Rozdiely vo výkonnostných charakteristikách
(1) Charakteristiky prietoku a hlavy
Čerpadlo so zmiešaným prietokom
Prietok čerpadiel so zmiešaným prietokom je relatívne veľký, vo všeobecnosti medzi 100-10000 kubických metrov za hodinu, v závislosti od modelu čerpadla a špecifikácií. Rozsah jeho hlavy je pomerne úzky, zvyčajne medzi 10-100 metrami. Krivka prietoku čerpadla so zmiešaným prietokom je relatívne plochá a v určitom rozsahu dopravnej výšky je vplyv zmien prietoku na dopravnú výšku relatívne malý.
Rozsah prietoku odstredivých čerpadiel je tiež veľmi široký, pohybuje sa od niekoľkých metrov kubických za hodinu až po tisíce metrov kubických za hodinu. Sortiment odstredivých čerpadiel je široký, od niekoľkých metrov až po niekoľko stoviek metrov. Krivka prietoku odstredivého čerpadla vo všeobecnosti vykazuje hrbovitý tvar s vysokou účinnosťou blízko vynikajúceho prevádzkového bodu. Po odchýlení sa od vynikajúceho prevádzkového bodu sa účinnosť rapídne zníži.
(2) Efektívnosť
Čerpadlo so zmiešaným prietokom
Čerpadlá so zmiešaným prietokom majú vyššiu účinnosť pri strednom prietoku a podmienkach vysokej dopravnej výšky. Vďaka vlastnostiam svojej štruktúry a princípu fungovania môžu čerpadlá so zmiešaným prietokom efektívne premieňať vstupnú energiu na efektívnu energiu tekutiny, keď sa zaoberajú vysokými prietokmi a určitými požiadavkami na výšku, s účinnosťou všeobecne dosahujúcou okolo 70% -85%.
Účinnosť odstredivých čerpadiel v zóne vysokej{0}}účinnosti je tiež relatívne vysoká, zvyčajne dosahuje okolo 80 % – 90 %. Ale keď sa prietok a dopravná výška odchýlia od optimálneho prevádzkového bodu, účinnosť rýchlo klesá. Napríklad, keď je prietok pod 50 % optimálneho prevádzkového bodu, účinnosť odstredivého čerpadla sa môže znížiť pod 50 %.
(3) Kavitačný výkon
Čerpadlo so zmiešaným prietokom
Kavitačný výkon čerpadiel so zmiešaným prietokom je relatívne slabý. Vzhľadom na vysoký vstupný prietok a veľký uhol vstupu lopatky čerpadiel so zmiešaným prietokom je na vstupe lopatky náchylná kavitácia. Najmä v podmienkach nízkej dopravnej výšky a vysokého prietoku sú problémy s kavitáciou závažnejšie.
Kavitačný výkon odstredivých čerpadiel je relatívne dobrý. Vstupný uhol lopatiek odstredivého čerpadla je relatívne malý a vstupný prietok je relatívne pomalý, čo môže do určitej miery znížiť výskyt kavitácie. Odstredivé čerpadlá však môžu mať problémy s kavitáciou aj vo vysokej nadmorskej výške, vysokej teplote alebo pri zlých podmienkach nasávania.
4, Rozdiel v rozsahu použitia
(1) Rozsah použitia čerpadla so zmiešaným prietokom
Hydraulické inžinierstvo
Čerpadlá so zmiešaným prietokom sú široko používané v zavlažovacích a odvodňovacích technikách. Napríklad vo veľkých-poľnohospodárskych zavlažovacích systémoch môžu čerpadlá so zmiešaným prietokom zdvihnúť vodu zo zdroja do vyššej polohy a potom ju dopraviť kanálmi na rôznu poľnohospodársku pôdu. Z hľadiska drenáže je možné použiť čerpadlá so zmiešaným prietokom na odstránenie podmáčania, najmä v oblastiach s relatívne rovným terénom. Čerpadlá so zmiešaným prietokom dokážu efektívne odvádzať nahromadenú vodu.
Mestské zásobovanie vodou
V niektorých mestách projektov odberu a odvádzania surovej vody možno čerpadlá so zmiešaným prietokom použiť aj na dopravu vody z vodného zdroja do úpravní vody alebo mestských vodovodných sietí. Najmä ak je potrebný veľký prietok a mierna dopravná výška, je čerpadlo so zmiešaným prietokom ekonomickejšou voľbou.
(2) Rozsah použitia odstredivého čerpadla
Priemyselný sektor
Odstredivé čerpadlá sú široko používané v priemyselných odvetviach, ako je chemický, ropný a energetický priemysel. V chemickom priemysle sa odstredivé čerpadlá môžu použiť na prepravu rôznych chemických médií, ako sú kyseliny, zásady, roztoky solí atď. V ropnom priemysle sa odstredivé čerpadlá môžu použiť na procesy, ako je preprava ropy a vstrekovanie vody. V energetike možno použiť odstredivé čerpadlá na zásobovanie obehovou chladiacou vodou atď.
Stavebné pole
Odstredivé čerpadlá hrajú dôležitú úlohu pri budovaní vodovodných a drenážnych systémov. Napríklad v systéme zásobovania vodou-výškových budov môžu odstredivé čerpadlá čerpať vodu z bazéna na spodnej úrovni do-výškovej nádrže na vodu, aby uspokojili potreby používateľov vody. V protipožiarnom systéme sú odstredivé čerpadlá tiež dôležitým zariadením na zásobovanie vodou, ktoré dokáže zabezpečiť dostatočný objem a tlak vody v prípade požiaru.
Stručne povedané, existujú zásadné rozdiely medzi čerpadlami so zmiešaným prietokom a odstredivými čerpadlami, pokiaľ ide o štruktúru, pracovný princíp, výkonové charakteristiky a rozsah použitia. V praktických aplikáciách je potrebné zvoliť čerpadlo so zmiešaným prietokom alebo odstredivé čerpadlo rozumne na základe špecifických prevádzkových podmienok, ako je prietok, dopravná výška, vlastnosti kvapaliny a iné faktory. Pre situácie s vysokými prietokmi, strednou dopravnou výškou a nie zvlášť vysokými požiadavkami na kavitačný výkon sú čerpadlá so zmiešaným prietokom dobrou voľbou; Pre pracovné podmienky so širokým rozsahom prietoku a dopravnej výšky, vysokými požiadavkami na účinnosť a citlivosťou na kavitačný výkon majú odstredivé čerpadlá viac výhod.